国島英樹＊

五十嵐匡＊＊

 貴志＊＊＊

山長瀬禎＊＊＊＊平

伴斉＊＊＊＊＊

経済性等を調査すると共に､ 積雪や凍結など積雪寒冷地ならではの課題や車輌の始動性､ 動力性能などの課

1997年12月に京都市にて開催された第３回気候変動題を抽出し､ 対応策を検討した｡

枠組条約締約国会議 (COP3) にて議決されたCO2 な
ど温室効果ガス６種の削減目標は､ 締約国全体で1990年比で2008〜2012年の５カ年間において−５％となっている｡ また､ 我が国に課せられた義務は､ 同条件で−６％となっている｡ なお､ これらの削減枠を遵守できなければ､ 超過分を３割増にて次期削減義務値に上乗せされる他､ 他国と温室効果ガス排出分を取引するう 

えで､ 売却が出来ない等の罰則規定が設けられている｡
何よりも地球規模の温暖化を防ぐには､ 各国が目標値を遵守することが重要であり､ この削減目標を達成す
るには､ 国をあげての取組みや国民一人一人の常日頃からの努力が必要不可欠である｡



本調査では､ 実質的なCO2削減と未利用エネルギー

滝川市に位置するリサイクリーンは､ 前記した３市を有効活用する際の積雪寒冷地における適応性調査を２町にて組織される中空知衛生施設組合にて､ ごみ処進めており､ その中のガーベイジ (生ごみ) ・バイオ

理広域化計画に基づき､ ごみを資源として再利用するガスを車輌の燃料として使用する際の課題や改善策にとともに､ エネルギーを有効活用し､ 埋立量やダイオついて調査検討を行った｡

キシン類の発生をできるだけ抑える循環型社会を目指

し､ 平成15年度より稼働している｡ 受け入れごみの処理能力は､ 生ごみが55ｔ／日､ 資源・粗大・不燃・そに示すとおり､ ３機関の他ごみは選別を行っており18ｔ／日､ 可燃ごみは58の協力体制に基づいており､ 調査期間は平成20年７月

３市２町 (人口約９万人) で約62ｔ／日となっており､から平成21年3月であった｡

内訳としては､ 可燃ごみが約50％､ 生ごみは約33％で本調査のスキームは､バイオガスの提供は､ 中空知衛生施設組合１)(滝川市､ 芦別市､ 赤平市､ 新十津川町､ 雨竜町) が管理運ｔ／日を圧縮処理できる｡ 平成18年度の実績としては､ある｡
生ごみから得られるバイオガスは､に示す高営する広域ごみ処理施設 (以下､ リサイクリーン) よ

速メタン発酵処理施設にて生成後､ オンサイト利用とり無償で受けている｡ 北海道開発局からは､ バイオガして発電機の燃料に使用し､ 得られる電力は施設内利ス精製圧縮充填装置の貸与及び充填対象車輌であるC用と余剰分の売電となっている｡

NG (圧縮天然ガス) 燃料タイプ (以下､ ＣＮＧ車)

また､ 施設内のボイラー燃料としても利用し､ 温水の道路パトロールカーを運行させ稼働データを提供しは発酵槽の加温､ 冷暖房や冬期間の敷地内ロードヒーて頂いた｡

ティングにも利用している｡ 更に発酵後の汚泥は､ 堆

また､ 日々の充填装置の保守管理は､ リサイクリー

肥として加工し農地還元している｡ ここで､ バイオガンの維持管理を担当している三井造船環境エンジニア

スの生成量83,000ｍ3／月 (H18年度実績) に対し､ 余リング(株)に協力をお願いした｡

剰量が10,000〜27,000ｍ3 程度発生しており､ 通常は寒地土木研究所は､ これらの稼働データを踏まえ､30燃焼処分させているが､ オフサイト利用として､ この
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余剰ガスを更に精製圧縮充填装置により､ 圧縮調整す ることでＣＮＧ車の燃料として有効活用を試みた｡

 

バイオガスをＣＮＧ車へ充填する際には､ 精製圧縮充填装置を使用するが､ これは､ 北海道開発局において､ ｢バイオマス・ニッポン総合戦略｣ の目標を達成すべく､ バイオガス多角的利用に関する地産地消モデル構築調査の一環として､ エアー・ウォーター(株)との協力により開発された装置である｡
特徴としては､ すべての機器・配管類を20フィートコンテナ内に搭載し､ 車輌での移動を可能としており､メタン濃度が50〜60％の原料バイオガスを膜分離装置にて93％程度まで精製することにより､ 熱量を都市ガスの12Ａ相当に調整可能である｡ 更にCNG車などのこの車輌は､ ガソリンとＣＮＧを切り替えて使用すボンベに充填するために約20MPaまで昇圧可能である｡

ることが可能なバイフューエルタイプであり､ 基本的処理フロー及び主要諸元をにバイオガスを使用した｡ また､ 必要に応じ､ リサイ

及びに示す｡

クリーンにてガスの充填を行い､ 通常の道路巡回業務にて使用した｡ 一般的に道路パトロールカーは､ 通常時に巡回する時間帯やコースの予定が決められており､バイオガスの生産量や充填タイミングの計画が立てやすいことから選定した｡ 精製圧縮充填装置設置状況をに､ ＣＮＧ道路パトロールカーへのガス充填状況をに､ ＣＮＧ道路パトロールカーの主要諸元をに示す｡
 

この装置により､ リサイクリーンより発生し精製したガーベイジ・バイオガスを北海道開発局札幌開発建設部滝川道路事務所のＣＮＧ車の道路パトロールカー(以下､ CNG道路パトロールカー) 燃料として使用する｡

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セル動作時間を計測した｡
セル動作は､ エンジンが掛かった段階ですぐに止めに示す｡て２回目以降を繰り返し行った｡ 結果をいずれの日も気温に対し､ エンジン表面温度が低いのは､ ボンネットの中にあるエンジンが前夜に冷え込んだまま､ 午前中は､ まだ外気温と同程度までに上昇していないためである｡

 
 

セル動作時間は､ いずれの日も１回目始動までの時間が４〜５秒であり､ 燃料をガソリンとした場合の約１秒に対し､ 掛かりにくさ感はあるが運用上は問題無いと判断できる｡ ２回目以降は３秒程度で安定している｡ 特に気温､ 湿度､ エンジン温度による影響は無いことが解る｡

 




一般的にCNG車の出力 (馬力) は､ ガソリン車に比べて劣る｡ ガソリンの主成分でオクタン価 (ノッキングの起こりにくさ) の指標値を100としているイソ

バイオガスは､ 生ごみなどの有機物が原料であり､オクタン (Ｃ8Ｈ18) と比較すると､ 天然ガスの主成分

食物連鎖を考えると､ 大気中のCO2を取込んで光合成であるメタン (ＣＨ4) のオクタン価は130程度２) であを行う植物が起源となることから､ 最終的にガスが燃り､ 燃焼効率からいうと向上するが､ 天然ガスは気体焼されCO2 が大気中に排出されても､ 大気中のCO2 量であり､ 単位容積における発熱量が少ないため､ エンに変化がないとの考えから､ カーボンニュートラルでジン出力については低下する｡ バイオガスの主成分もあるとされている｡ しかしながら本調査では､ バイオメタンであり同様の結果になると考えられるため､ バガスを燃焼使用した際のCO2排出量を把握し､ ガソリ

イオガス使用時とガソリン燃料使用時における出力及ン使用時と比較することで､ 実質的な排出量や､ 経済びトルクの比較を､ シャーシダイナモメータを用いて性比較を行うとともに､ 年間を通して使用することで､実施した｡ なお､ 測定は後輪駆動時にて実施した｡ 計

積雪や凍結など寒冷地ならではの課題やバイオガス使測状況をに､ 測定結果をに示す｡

用時の車輌の始動性や動力性能などの課題を抽出し､対応策を検討した｡

ＣＮＧ車のエンジン始動には､ ガソリンと比較し時間がかかる場合がある｡ バイオガスの場合もエンジン始動性には難があり､ 特に気温が下がり着火性が悪くなる冬期間においては懸念がある｡ そこで､ 秋から冬にかけて､ その日の最初にエンジン始動させた場合の32 

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に示す｡

加速試験状況を

加速試験は､ 車輌停止からアクセルを全開にし､ 直線で走行距離が70ｍに到達するまでにかかった時間を比較した｡ ガソリン､ バイオガスそれぞれ５回走行しに示す｡ての平均値での比較を 

測定結果より､ 最大出力の比較はガソリン使用時は､

 

143.9ＰＳ (105.8ｋＷ) で､ バイオガス使用時は101.2ＰＳ (74.4ｋＷ) であり､ 約30％ほどバイオガス使用測定結果より､ 走行距離70ｍ到達地点で速度が約15よりトル％､ 時間で18％程度バイオガスが劣っているが､ 40㎞クについてもほぼ同様な傾向が見られる｡ 一般的に市／ｈから50㎞／ｈ到達点における追い越し加速度から販されているガソリン車の出力で100ＰＳ程度の車輌計算すると､ 高速道路に進入する際に必要な70㎞／ｈは､ 排気量が1,500ccクラスであり､ 道路パトロールまでには､ 約90ｍの走行距離で到達可能と想定される｡

カーとしての使用上は特に影響ないと考えられる｡ ま

よって､ 加速性能は十分であることが解る｡

た､ 実運用時におけるエンジン回転数は､ 50㎞／ｈ走

時の出力が落ちていることが解った｡

行時で約2,000ｒｐｍであり､ その場合における出力の落ち込みは20％程度であり影響は少ない｡ 通常乗車

排出ガス成分測定は､ ハンディ型で車載しながらのしている運転員のヒアリング結果では､ 登坂時に力の測定も可能な ｢Ａｕｔｏ5.1｣ を使用し､ CO2､ CO､無さを感じるが､ 通常では特に問題無いとの答えを得

O2をガソリン､ バイオガスにて計測した｡ なお､ 測定ている｡

はアイドリング状態で５分程度行い､ 安定した１分間を比較することとした｡ 測定結果をに示す｡

出力・トルク計測試験において､ バイオガス使用時はガソリン使用時に比較し20〜30％低下することが判明したが､ 実際の走行時における影響を検証するために､ 当研究所構内にて加速試験を行った｡ 計測機器は､GPSによる位相から速度､ 移動距離､ 移動時間などを計測可能な ｢VBOX｣ を車輌に搭載し実施した｡

 

 
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より､ アイドリング時においては大きな成分の変動は見られない｡ O2 (ガソリン及びバイオガス)
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及びCO (ガソリン) は､ １％未満で推移している｡

この削減量1,091㎏は､ 北海道民１人当りの１年間にCO (バイオガス) は２％弱であり､ ガソリンよりは排出するCO2量が約３ｔ３) とされていることから､ そ高めである｡ CO2は､ ガソリンが約14.6％､ バイオガの４ヶ月分に相当する｡

スが約10.6％であり､ バイオガスの方が27％程度少な い値となっている｡

冬期間において､ リサイクリーンのバイオガスホル

ダーと装置間のガス配管内凍結を防止するために､ リボンヒーターと防寒材を巻いた｡ また､ ＣＮＧ道路パ

トロールカーへ充填の際に､ 装置開閉扉周辺への積雪

平成21年３月末までのバイオガス使用分のＣＮＧ道に示す｡

路パトロールカー稼働状況を が支障となるため､ 防寒シートと単管足場にて簡易的に防寒囲いを設置した｡ しかしながら､ ガス配管内の水抜きが不完全なための凍結による破損やコンプレッサーの損耗による圧力不足などシーズンを通して運用



するうえでの課題が発生した｡ 凍結対策状況を

に､ 防寒囲い状況をに示す｡

   
ＣＮＧ道路パトロールカーは､ 週に３回の定期的な

通常道路巡回及び緊急時点検､ 異常時点検などに使用している｡ この間における燃料消費率は､ 9.0㎞/ｍ３

今回の試験結果より､ バイオガスを燃料とした場合である｡ これをガソリン使用した場合を想定し､ コスの車輌動力性能や冬期における始動性などについて､トを算出すると下記の通りとなる｡

特に問題点が無いことが解った｡ また､ 排出ガス成分
よりCO2排出量については､ カーボンニュートラルで10,718㎞÷6.1㎞/L×116円/L

≒

20万円

(ガソリンの燃料消費率は過去の実績､ 単価は､ H21年8月)

あることは勿論であるが､ 更にガソリン車と比較し実質的な削減効果があることが確認された｡
今後は､ 更に長期的にデータを取得し､ バイオガス燃料の適応性とCO2削減効果の検証を行う｡

また､ 本来バイオガスはカーボンニュートラルであバイオガス精製圧縮充填装置については､ 長期的にるとされているので､ CO2排出量はゼロカウントであ使用するうえでの信頼性や冬期間の凍結に対応すべくるが､ 更に実質的なCO2削減効果を期待するうえで､改良を行うと共に､ 今後の普及を考えた場合のイニシャ

この距離をガソリンで走行した場合と比較すると､ルコスト削減のための改良も併せて実施する｡ 更に､CO2削減量は､ ４. ４の排出ガス成分測定結果 (−27これらの改良の有効性などの調査を行う予定である｡％)､ 及び一般的にガソリン１リットル当たりのCO2

最終的にこれらの調査試験を通して､ 運用面や技術排出量が2.3㎏であることから､ 下記の通りとなる｡

的な課題を抽出し､ 改善策を検討することにより､ 北
海道など低温､ 積雪寒冷地において比較的コンパクト

10,718㎞÷6.1㎞/L×2.3㎏/L＝

4,041.2㎏×0.27(CO2削減率) ＝4,041.2㎏

で地域導入しやすいCO2削減や未利用エネルギー導入

1,091㎏

モデルを作成し､ 提案したい｡
これにより､ 地域に潜在する環境負荷の少ないエネ

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ルギーや未利用エネルギーの利用促進､ エネルギー供

１) 中空知衛生施設組合ホームページ

給施設などインフラの整備促進に繋がっていくことで､

http://www15.ocn.ne.jp/˜recycle/

結果として世界的な温室効果ガスの削減に寄与できる

２) 日本ガス協会ホームページと考えている｡

http://www.gas.or.jp/default.html
３) 環境省新地方公共団体実行計画策定マニュアル等

改訂第２回検討会､ 室田委員資料､ p13

国島英樹＊

五十嵐匡＊＊

 貴志

山

＊＊＊

Hideki KUNISHIMA

Tadashi IGARASHI

Takashi YAMAZAKI

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
主任研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付寒地機械技術チーム
研究員

長瀬禎＊＊＊＊

平伴斉＊＊＊＊＊

Tadashi NAGASETomonari TAIRA

寒地土木研究所
技術開発調整監付
寒地技術推進室
道央支所
研究員

寒地土木研究所
技術開発調整監付
寒地技術推進室
道央支所
研究員

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